آزمون شعله‌‌‌

آزمون شعله‌‌‌

آزمون شعله یکی از روش های شناسایی مواد در علم شیمی است . از این آزمایش برای تشخیص برخی عنصرها ( معمولاًفلزها ) در مواد مختلف استفاده می شود .  اساس این آزمون بر منحصر به فرد بودن طیف نشری عناصر مختلف بناگذاری شده است . برای انجام این آزمایش به سادگی می توان مقداری ازیک نمونه ی مجهول را در شعله ی چراغ گاز قرار داد و تغییر رنگ شعله را زیر نظر گرفت . در این مورد روشهای مختلفی برای قرار دادن نمونه ها در شعله آتش پیشنهاد شده است . مثلاً برای برداشتن نمونه ها می توان از یک سیم فلزی تمیز و بی اثر ( مانند طلا – پلاتین ) یا آلیاژ نیکل و کروم ، ( سیم نیکرومی) که انتهای آن به شکل حلقه پیچیده  شده است ،‌استفاده کرد . یا اینکه نوک یک چوب باریک ، بلند و تمیز را خیس می کنند و مقدار کمی از نمونه را با کمک آن برداشته در شعله قرار می دهند .

چون عنصر سدیم جزء سازنده ی بسیاری از ترکیب ها و مخلوط هاست و رنگ شعله ی آن بر سایر رنگها غلبه می کند و به اصطلاح آنها را می پوشاند ، بنابراین برای رفع این مزاحمت و برای دیدن هرچه بهتر رنگ شعله سایر فلزها می توان از شیشه ی آبی کبالت به عنوان صافی استفاده کرد .

در جدول زیرفهرستی از رنگ شعله ی چند عنصر ارایه شده است . بهتر است هریک از آنها را هم خودتان در آزمایشگاه تجربه کنید و از یک ازمایش شیمی  ساده ولی جذاب لذت ببرید.

نماد عنصر

نام

رنگ شعله

As

آرسنیک

آبی

B

بور

سبز روشن

Ba

باریم

سبز مایل به زرد( مغز پسته ای)

Ca

کلسیم

قرمز- نارنجی

Cs

سزیم

بنفش کم رنگ

Cu  نمکهای غیر هالید

مس

سبز زمردی

Cu  نمکهای هالید

مس

آبی مایل سبز

In

ایندیوم

آبی

Li

لیتیم

قرمز لاکی ( قرمز سیر)

K

پتاسیم

بنفش کم رنگ

Mo

مولیبدن

سبز مایل به زرد

Na

سدیم

زرد پررنگ

P

فسفر

سبز مایل به آبی کم رنگ

Pb

سرب

سبز کمرنگ

Rb

روبیدیم

بنفش کم رنگ

Sb

آنتیموان

سبز کمرنگ

Se

سلنیم

آبی لاجوردی

Sr

استرنسیم

قرمز سیر

Te

تلوریم

سبز کمرنگ

Tl

تالیم

سبز خالص

Zn

روی

سبز مایل به آبی

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱٢:٥٢ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱۱
تگ ها :

کروماتوگرافی

کروماتوگرافی
Chromatography

کروماتوگرافی راهی است برای تشخیص اجزا در ابعاد نانومتری، با دقتی در حد و اندازة مولکولی و مدتها پیش از شکلگیری فناوری نانو، برای شناسایی مواد به کار میرفت. اگر چند مولکول با هم داشته باشیم، کروماتوگرافی تشخیص میدهد غلظت آنها چقدر است. اساس کار کروماتوگرافی جداسازی اجزای مخلوط با استفاده از سرعت متفاوت حرکت مولکولهای مختلف در محیط یکسان و با انرژی اولیة مشابه است. دستگاههای کروماتوگرافی پیشرفته، میلیونها مولکول مختلف را در یک میلیمتر مخلوط بهراحتی شناسایی می‌کنند و پژوهشگران فناوری نانو می‌توانند به کمک این روشها قسمت عمده‌ای از مشکلات خود را در شناسایی مواد مورد استفاده رفع کنند.
کروماتوگرافی به عنوان یکی از روشهای آزمایشیِ کارآمد در نانو فناوری، شامل چند روش است: کروماتوگرافی کاغذی، کروماتوگرافی ژلی و کروماتوگرافی گازی از جمله روشهایی هستند که در اینجا با آنها آشنا می‌شویم. دقت کنید که زمان، عامل کنترل ما بر انتخاب ذراتی است که با سرعتهای مختلف در محیط کروماتوگرافی توزیع مکانی می‌‌یابند.

ریشة لغویِ کروماتوگرافی
در زبان یونانی chroma به معنی رنگ و grophein به معنی نوشتن است.
اطلاعات اولیه
کروماتوگرافی پُرکاربردترین شیوة جداسازی تجزیه‌ای است که در تمام شاخه‌های علوم به کار میرود. کروماتوگرافی گروه گوناگون و مهمی از روش‌های جداسازی را شامل می‌شود و امکان می‌دهد تا اجزای سازندة نزدیک به همِ مخلوط‌های کمپلکس را جدا، منزوی و شناسایی کند. بسیاری از این جداسازی‌ها به روش‌های دیگر نا‌ممکن است.

سیر تحولی رشد
اولین روش‌های کروماتوگرافی در سال 1903 توسط میخائیل سوئت ابداع و نام‌گذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.ریچارد لارنس و جان آرچر در سال 1952 به پاس اکتشافاتشان در زمینة کروماتوگرافی جایزة نوبل گرفتند.

توصیف کروماتوگرافی
کروماتوگرافی را به علت اینکه دربرگیرندة سیستم‌ها و تکنیک‌های مختلفی است نمی‌توان به طور مشخص تعریف کرد. اغلب جداسازی‌ها بر مبنای کروماتوگرافی و بر روی مخلوط‌هایی از مواد بی‌رنگ از جمله گازها صورت می‌گیرد.
کروماتوگرافی متکی بر حرکت نسبی دو فاز است. یکی از این فازها بدون حرکت است و فاز ساکن نامیده می‌شود و دیگری را فاز متحرک می‌نامند. اجزای یک مخلوط به وسیلة جریانی از یک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده می‌شوند و جداسازی بر اختلاف در سرعت مهاجرت اجزای مختلف نمونه استواراست.

روش‌های کروماتوگرافی
روش‌های کروماتوگرافی، بر حسب ماهیت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهیت فاز ساکن، ممکن است جامد، مایع و گاز باشند. بدین ترتیب، فرآیند کروماتوگرافی به چهار بخش اصلی تقسیم می‌شود. باید گفت که اگر فاز ساکن، مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند.

انواع کروماتوگرافی
هر یک از 4 نوع اصلی کروماتوگرافی انواع مختلفی دارد:
کروماتوگرافی مایع ـ جامد
کروماتوگرافی جذب سطحی
کروماتوگرافی لایة نازک
کروماتوگرافی تبادل یونی
کروماتوگرافی ژلی

کروماتوگرافی گاز ـ جامد


کروماتوگرافی مایع ـ مایع
کروماتوگرافی تقسیمی
کروماتوگرافی کاغذی

کروماتوگرافی گاز ـ مایع
کروماتوگرافی گاز ـ مایع
کروماتوگرافی ستون موئین

مزیت روشهای کروماتوگرافی
روشهای کروماتوگرافی می‌توانند جداسازی‌هایی را که به روشهای دیگر خیلی مشکلاند، به انجام برسانند. زیرا اختلاف جزئی موجود در رفتار جزئی اجسام، در جریان عبور آنها از یک سیستمِ کروماتوگرافی چند برابر می‌شود.
هر چه این اختلاف بیشتر شود، قدرت جداسازی بیشتر و برای انجام جداسازی نیاز کمتری به وجود اختلافات دیگر خواهد بود.
مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر این است که بهآسانی می‌توان به آن دست یافت. با وجود اینکه ممکن است چندین روز طول بکشد تا یک ستون تقطیر به حداکثر بازده خود برسد، ولی یک جداسازی کروماتوگرافی می‌تواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام گیرد.
یکی از مزایای برجستة روشهای کروماتوگرافی این است که آنها آرام هستند. به این معنی که احتمال تجزیة مواد جداشونده به وسیلة این روش‌ها در مقایسه با سایر روش‌ها کمتر است.
مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است. به این علت، روشهای تجزیه‌ای مربوط به جداسازی کروماتوگرافی می‌توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.
روش‌های کروماتوگرافی ساده، سریع و وسایل مورد لزوم آنها ارزان هستند. اجزای مخلوطهای پیچیده را به کمک این روشها میتوان از یکدیگر جدا کرد.

انواع کروماتوگرافی
مواد شیمیایی مشابه کروماتوگرافی تقسیمی
مواد شیمیایی غیر مشابه کروماتوگرافی جذب سطحی
گازها و اجسام فرّار کروماتوگرافی گازی
مواد یونی و معدنی کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون

کروماتوگرافی کاغذی یا لایه نازک
مواد یونی و غیر یونی الکتروفوز ناحیه‌ای
مواد زیستی و ترکیباتی با جرم مولکولی نسبی بالا کروماتوگرافی تبادل یون یا ژلی

 

انواع کروماتوگرافی مواد
 کروماتوگرافی تقسیمی مواد شیمیایی مشابه
کروماتوگرافی جذب سطحی مواد شیمیایی غیر مشابه
کروماتوگرافی گازی گازها و اجسام فرّار
کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون کروماتوگرافی کاغذی یا لایه نازک مواد یونی و معدنی
الکتروفوز ناحیه‌ای مواد یونی و غیر یونی
کروماتوگرافی تبادل یون یا ژلی مواد زیستی و ترکیباتی با جرم مولکولی نسبی بالا

 

انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی
انتخاب نوع روش کروماتوگرافی بجز در موارد واضح (مانند کروماتوگرافی گازی در جداسازی گازها) عموماً تجربی است. زیرا هنوز هیچ راهی برای پیش‌بینی بهترین روش برای جداسازی اجسام، مگر در چند مورد ساده وجود ندارد.
در ابتدا روش‌های ساده‌تری مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می‌شوند. در صورتی که با این روشها مستقیماً قادر به جداسازی باشند، جداسازی را باید به وسیلة آنها صورت داد. در غیر این صورت، از روش‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود.
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HELC)، وقتی که روش‌های ساده فاقد کارایی لازم هستند، می‌تواند جوابگو باشد.

کروماتوگرافی گازی
کروماتوگرافی لایه نازک TLC-  Thin Layer Chromatography-

کروماتوگرافی با لایه نازک نوعی از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در این روش از صفحات با ضخامت نازک استفاده می‌شود و موقعیت اجزای جدا شده روی صفحه مشخص می‌گردد. ذرات روی لایه باید تراکم زیادی داشته باشند و همسان و کوچک باشند. قائم ساکن اغلب از جنس سلولز است که برای جدا سازی مولکول‌های هیدروفیلی مثل هیدرات‌های کربن ، اسیدهای آمینه ، مشتقات اسید نوکلئیک و مواد معدنی استفاده می‌شود.
سیر تحولی و رشد
در سال 1938 ایزومیلو و شرایبده استفاده از یک جاذب کروماتوگرافی به شکل یک لایه نازک تثبیت شده بر روی یک تکیه‌گاه محکم و بی‌اثر را پیشنهاد کرده‌اند و در سال 1951 کیر شنر ، میلر ، و کلر ، ترپن‌ها را بر روی یک «نوار کروماتوگرافی» جدا کردند. این نوار از یک باریکه کوچک شیشه‌ای با جاذب مخلوط با نشاسته یا گچ شکسته‌بندی ، که به عنوان چسباننده عمل می‌کند، پوشیده شده بود. طرز به کار بردن باریکه‌ها مانند روش به کار بردن کاغذ کروماتوگرافی کاغذی بود و در واقع هدف اولیه استفاده از روش لایه نازک به کار بردن روش‌های کروماتوگرافی تقسیمی و کاغذی در یک سیستم جذب سطحی بوده است. در اواخر دهه 1950 استال ، روش‌های ساده‌ای را برای تهیه صفحات اختراع کرد و نشان داد که کروماتوگرافی لایه نازک می‌تواند برای بسیاری از جداسازی‌ها به کار رود.
مکانیزم کار کروماتوگرافی لایه نازک
در ابتدا لازم است که صفحات کروماتوگرافی تهیه شوند، یعنی جاذبه به صورت لایه نازکی با ضخامت یکنواخت روی یک تکیه‌گاه سفت بی‌اثر پخش شود. معمولا از صفحات شیشه‌ای استفاده می‌شود، البته روش‌های دیگری نیز وجود دارد. جاذب جامد بصورت پودر ریز را با آب و گاهی با یک مایع فرار ، به صورت خمیر در می‌آورند، و آن نرا به وسیله دستگاه‌های پخش کننده تجارتی یا یک پخش کننده خانگی ساده یا حتی تنها با استفاده از دست روی صفحه پخش می‌کنند. تهیه لایه با استفاده از روش پاشیدن یا فرو بردن نیز امکان‌پذیر است.

صفحه پوشیده از خمیر را خشک و با گرم کردن در حدود 100 ، به مدت از قبل تعیین شده ، آن را فعال می‌کنند. محلولی از نمونه در یک حلال فرار را به وسیله یک پی‌پت یا سرنگ روی صفحه قرار می‌دهند. وقتی که لکه خشک شده صفحه را بطور عمود در مخزن مناسب طوری قرار می‌دهند که لبه پایینی آن در فاز متحرک انتخاب شده فرو رود، بدین ترتیب جداسازی مواد با استفاده از روش کروماتوگرافی صعودی انجام می‌شود.
اگر از یک دستگاه پیچیده‌تر استفاده شود، می‌توان کروماتوگرافی نزولی یا افقی را انجام داد، ولی این روش‌ها کمتر متداول هستند. در پایان عمل ، حلال را از صفحه تبخیر می‌کنند و لکه‌های جدا شده را به وسیله روش‌های فیزیکی یا شیمیایی ، به ترتیبی که در کروماتوگراف‌های کاغذی به کار می‌روند، آشکار و شناسایی می‌کنند. شیوه عملی لازم در این روش ، بجز تهیه صفحات ، بسیار شبیه روش کروماتوگرافی کاغذی است.
مقایسه کروماتوگرافی لایه نازک با انواع کروماتوگرافی
مقایسه با کروماتوگرافی ستونی جذب سطحی:

کروماتوگرافی ستونی جذب سطحی متداول ، فرآیندی کند است و مقادیر نسبتا زیادی از جاذب و نمونه لازم دارد. پیشرفت‌های اخیر در سیستم‌های با کارایی بالا مطمئنا مشکلات سرعت ، مقیاس و شناسایی را از بین برده‌اند. ولی این سیستم‌ها قیمت خیلی زیادی دارند و دستگاه مربوط به آنها بسیار پیچیده است. در کروماتوگرافی لایه نازک تنها مقادیر کمی از جاذب و نمونه لازم است، دستگاه ساده و ارزان است.
لکه‌های جدا شده در روی صفحه مانند کروماتوگرافی کاغذی آشکار می‌شوند بنابراین ، معمولا جمع‌آوری اجزا لازم نیست. با وجود این هیچ اشکالی در انجام جدا سازی‌های مقدماتی وجود نداشته و جداسازی مواد با افزایش ضخامت لایه و یا به کار بردن مقدار زیادی از نمونه ، بیشتر انجام می‌گیرد. بعد از جداسازی مواد ، به دست آوردن یک جسم بطور مجزا به طریق فراشیدن و جمع ‌آوری آن قسمت از لایه که جسم بر روی آن جذب شده ، ساده است. بعد از این عمل می‌توان جسم را در یک حلال مناسب استخراج کرد.

مقایسه با کروماتوگرافی کاغذی :

روش لایه نازک دارای مزیت عمده سرعت بیشتر ، در اکثر موارد ، جداسازی مواد بهتر می‌باشد. زمان متوسط برای حرکت حلال به مقدار 10 در کروماتوگرافی لایه نازک روی سیلیکاژل 30 – 20 دقیقه است، در صورتی که همان جداسازی مواد بر روی یک کاغذ سریع ممکن است 2 ساعت طول بکشد. جداسازی مواد بهتر به این واقعیت مربوط می‌شود که جاذب در کروماتوگرافی لایه نازک دارای ظرفیت بیشتری نسبت به کاغذ در کروماتوگرافی کاغذی است. بنابراین لکه‌های جدا شده شکل و اندازه کله اصلی را به طور نسبتا زیادی حفظ می‌کنند و پخش شدن وابسته به کروماتوگرافی تقسیمی روی کاغذ در لایه نازک صورت نمی‌گیرد.

کاربرد کروماتوگرافی لایه نازک

کروماتوگرافی لایه نازک پر کاربردترین روش در صنایع داروسازی برای تمام اندازه‌گیری‌های مهم و تعیین درجه خلوص محصولات است. هم‌چنین ، کاربرد گسترده‌ای در آزمایشگاه‌های بالینی پیدا کرده است و ستون فقرات مطالعات متعدد زیست شناسی و زیست شیمیایی شده است. بالاخره ، کاربرد گسترده‌ای در آزمایشگاه‌های صنایع شیمیایی پیدا کرده است.

کروماتوگرافی جذب سطحی
کروماتوگرافی جذب سطحی (Adsorption Chromatography) ، نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع – جامد است که در آن عمل جداسازی مواد بعلت متفاوت بودن جذب سطحی اجزای مختلف مخل
ستون کروماتوگرافی جذب سطحی
برای جداسازی مواد یک مخلوط ‏‏‏‎، می‌توان از ستون استفاده کرد. داخل این ستون با جامد فعالی مانند آلومین (فاز ساکن) پر شده است و با حلالی مانند هگزان (فاز متحرک) پوشیده شده است. هرگاه نمونه کوچکی از مخلوط در بالای ستون قرار گیرد ، نواری از ماده جذب شده تشکیل می‌شود، حلال با عبور خود از میان ستون اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند.

جداسازی کامل
سرعت حرکت هر جزء‏ ، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب ، ماده‌ای که کم جذب شده است، سریع‌تر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است، حرکت می‌کند. واضح است که اگر اختلاف بین جذب‌های سطحی به حد کافی زیاد باشد، جداسازی مواد کامل انجام خواهد گرفت. اجزایی که قابلیت جذب بالاتری دارند، در قسمت بالای ستون و اجسامی که کمتر جذب می‌شوند در قسمت‌های پایین ستون ، جذب خواهند شد.

نیروهای بین اجزا
این نیروها ممکن است یا از نوع نیروهای واندروالسی ، مانند نیروهایی که در مورد آلومین است یا از نوع نیروهای الکترستاتیک باشند، مانند جداسازی یون‌ها بوسیله کروماتوگرافی تبادل یونی که در آن فاز ساکن یک ماده مبادله کننده یون است ، یا ممکن است از یک ستون که از ماده مناسب متخلخلی پر شده، برای جدا کردن مواد حل‌شده بر اساس اندازه مولکول آنها استفاده کرد، مانند کروماتوگرافی ژلی.
کروماتوگرافی لایه نازک نمونه ویژه‌ای از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در این روش ، به جای اینکه جاذب را در یک ستون استوانه‌ای پر کنیم، آن را بصورت لایه نازک روی یک صفحه شیشه‌ای یا لایه پلاستیکی یا ورقه فلزی قرار می‌دهیم.

مقایسه با کروماتوگرافی تقسیمی
روش‌های جذب سطحی ، برای جداسازی مواد انواع مختلف ترکیبات شیمیایی بهتر هستند. ظرفیت یک ستون جذب سطحی ، در واحد حجم ، غالبا بزرگتر از ظرفیت یک ستون تقسیمی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است.

کروماتوگرافی کاغذی (paper chromatoghraphy)
انواع جداسازی‌های مختلف و ساده بر روی کاغذ به عنوان پیشروان کروماتوگرافی کاغذی توصیف شده‌اند. این سیستم معمولا به عنوان نمونه بارزی از سیستم تقسیمی در نظر گرفته می‌شود که در آن فاز ساکن آب است و به وسیله جذب سطحی بر روی مولکول‌های سلولز قرار می‌گیرد و مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. امروزه ، به هر حال ، مشخص شده است که جذب سطحی اجزای فاز متحرک و حل شونده‌ها و اثرات تبادل یون نیز نقش‌هایی را ایفا می‌کنند و کاغذ به هیچ عنوان تنها به صورت تکیه گاه بی اثر نیست.
سیر تحولی رشد
روش پیشنهادی رانگ در سال 1850 و فرآیندی که آن را تجزیه موئینه‌ای می‌نامند، از جمله آنها می‌باشند. چنین روش‌هایی در واقع بیشتر شبیه کروماتوگرافی جذب سطحی بودند و کروماتوگرافی کاغذی به مفهوم فعلی ، گسترش سیستم تقسیمی است که به وسیله مارتین و سینج در سال 1941 ارائه شد. در سال 1944 کونسدن ، گوردن و مارتین اسیدهای آمینه و پپتیدهای موجود در محصول آبکافت ، پروتئین پشم را به وسیله روشی جدا کردند که در آن به جای ستون پودر از یک صفحه یا نوار کاغذی آویزان در داخل یک ظرف سرپوش‌دار استفاده شده بود.
کاربرد
در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط‌های مواد آلی به کار رفت. ولی بعد از آن ، عمدتا به وسیله برستال و پولارد و همکاران آنها ، برای جداسازی یون‌های معدنی به سرعت به کار گرفته شد. هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را به وسیله این روش می‌توان جدا کرد.
خصوصیت ویژه
یک خصوصیت ویژه روش کروماتوگرافی کاغذی این است که چیزی مربوط به محلول یا گاز خارج شده از ستون که در سیستم‌های معمول مایع یا گاز با آن برخورد می‌کنیم وجود ندارد. ترکیبات جدا شده روی کاغذ مکان‌یابی و شناسایی می‌شوند در نتیجه ، جداسازی به طور نسبتا دائم در روی کاغذ ثبت می‌شود. در این روش اجزای جدا شده جمع آوری نمی‌شوند و احتیاجی به وسایل پیچیده کنترل پیوسته نیست. اندازه گیری کمی ترکیبات جدا شده را می‌توان روی کاغذ انجام داد ولی اگر بخواهند اجرای را از کاغذ خارج کنند. تنها کار لازم این است که قسمت مربوط به هر یک از اجسام را از کاغذ ببرند و هر یک را به طور جداگانه بشویند.
طرح کلی روش
قطره‌ای از محلولحاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. در این محل ، قطره به صورت یک لکه حلقوی پخش می‌شود. وقتی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود. حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند و نکته مهم این است که سطح کاغذ نباید کاملا به وسیله حلال پوشانده شود. زیرا در این صورت ، اصلا جدا سازی صورت نمی‌گیرد یا نواحی خیلی پخش می‌شوند.
وقتی که جبهه حلال مسافت مناسبی را طی کرد یا بعد از یک زمان از قبل تعیین شده ، کاغذ را از طرف بیرون آورده ، جبهه حلال را با علامتی مشخص می‌کنند و می‌گذارند تا صفحه خشک شود. وقتی که محل‌های مناطق جدا شده آشکار شدند لازم است که هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی شوند. در موارد ایده‌آل ، هر جسم با واکنشگر مکان‌یاب ، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود. ساده‌ترین روش شناسایی بر اساس مقدار Rf یعنی نسبت فاصله طی شده به وسیله جبهه حلال است.

خارج کردن جسم از کاغذ

روش‌های ارائه شده مستلزم به کارگیری یک واکنشگر مکان یاب شیمیایی برای تعیین محل لکه هستند، و لکه‌های رنگی اساس ارزیابی را تشکیل می‌دهند. بعضی اوقات می‌توان کمپلکس را شستشو داد و به وسیله روش رنگ سنجی تخمین زد، ولی اگر تغییر شیمیایی قابل قبول نباشد ماده تغییر نیافته را باید شستشو داد. عمل شستشو را می‌توان با وارد کردن تکه کاغذ در یک حلال ، به وسیله استخراج در یک دستگاه سوکسیله ، یا با استفاده از آرایش خاصی ، که در کاغذ یک جریان نزولی کروماتوگرافی ایجاد می‌نماید، انجام داد. برای جداسازی‌های معدنی تکه‌های کاغذ را می‌توان به صورت خاکستر در آورده ، باقیمانده‌ها را در اسید حل کرد. نتایج این روش به اندازه روش شستشو خوب نیستند. از اینرو محلول‌های به دست آمده را می‌توان به وسیله هر روش مناسبی تجزیه کرد، روش‌هایی که اغلب به دنبال روش‌های کروماتوگرافی به کار می‌روند عبارتند از رنگ سنجی و قطبش نگاری.
پیدا کردن یک روش کروماتوگرافی ، که بتواند به طور کمی تمامی اجزای یک مخلوط را جدا کند، مطلقا ضروری نیست. ارزیابی کمی فلزات با قطبش نگاری و ارزیابی کمی مواد آلی مشکل‌تر از فلزات است زیرا ، برای مواد آلی ، روش‌های موجود برای آزمایش محلول حاصل از شستشو محدودتر هستند. ارزیابی مواد آلی معمولا بر روی کاغذ صورت می‌گیرند و بنابراین ، لازم است که هر جسمی از اجسام دیگر به طور کمی جدا شود.

نقایص کروماتوگرافی کاغذی
لکه‌های چند تایی :

در کروماتوگرافی یون‌ها فلزی ، اگر دارای آنیونی متفاوت از آنیون موجود در محلول اولیه باشد، ممکن است رقابتی بین آنیون‌ها برای یون فلزی وجود داشته باشد، که در نتیجه دو لکه به دست می‌آید که هر یک از آنها مربوط به یکی از نمکهای فلزی می‌باشد. ممکن است یون فلزی دو کمپلکس متفاوت با حلال ایجاد کند. در جدا سازی‌های آلی ، ممکن است جسم دو شکل متفاوت وجود داشته باشد. به عنوان مثال یک آمینو اسید می‌تواند به صورت کاتیون و یون دو قطبی باشد.
دنباله دار شدن :
اگر مخلوط یه مقدار زیاد از حد روی کاغذ قرار داده شود، یا سرعت عبور حلال متفاوت باشد، جسم نمی‌تواند برای ایجاد یک لکه مجزا به تعادل برسد. در این صورت این لکه ، در سطح بزرگی از کاغذ پخش شده و از حلال در حال پیشروی عقب می‌ماند. دنباله‌دار شدن ممکن است به سبب اثرات جذبی سطحی تر ایجاد شود.
اثرات لبه یا کناره :
لکه‌ها خیلی نزدیک به کنار نوار ، ممکن است در امتداد کنار کاغذ پخش شوند، عمل نفوذ ممکن است به علت بالا بودن غلظت موضعی فاز متحرک در آن ناحیه ، و یا به علت بالاتر بودن سرعت تبخیر حلال در کنار کاغذ ، که منجر به اثرات تقسیمی غیرعادی می‌شوند، باشد.
روش کمی کروماتوگرافی کاغذی
کاربرد کمی این روش نه تنها احتیاج به یک جداسازی کمی ، بلکه مکان‌یابی و ارزیابی کمی اجسام موجود نیز دارد. یک جداسازی کیفی رضایت بخش ، الزاما برای کار کمی مفید نیست. اندازه گیری کمی را می‌توان یا با سنجش مقدار جسم موجود در لکه روی کاغذ ، یا با خارج کردن جسم از کاغذ و تجزیه اجزای جدا شده به وسیله روش‌های کمی متداول انجام داد. لکه اولیه از نمونه مناسب روی کاغذ قرار می‌دهند، خشک کردن لکه باید تحت شرایط استاندارد زمان و دما صورت گیرد.
در تهیه حلال باید دقت زیادی روی نسبت‌های اجزای صورت گیرد، برقرار ساختن تعادل باید به طور استاندارد انجام گیرد، طول عبور حلال در تمامی نوبت‌ها یکسان باشد، در طول آزمایش ، دما باید ثابت بماند، و خشک کردن ورقه باید در یک زمان و دمای استاندارد انجام گیرد. واکنشگر مکان‌یاب (در صورت استفاده از لکه‌های رنگی) باید به طریق کاملا تکرارپذیر افزوده شود. و هر عمل بعدی ، مانند خشک کردن یا قراردادن در معرض بخار آمونیاک ، باید در مدت استاندارد انجام گیرد. مقدار جسمی که در یک جداسازی کروماتوگرافی باید روی کاغذ قرار گیرد، متغیر است.

موارد استعمال کروماتوگرافی کاغذی

منابع علمی مربوط به روش‌های تجزیه‌ای و بررسی ترکیبات طبیعی نشان می‌دهد که کروماتوگرافی کاغذی در هر رشته‌ای کاربرد دارد. با این همه ، این روش هنوز هم در جداسازی‌های مواد با ماهیت زیستی وسیعترین کاربرد را دارد.
کروماتوگرافی کاغذی اکثرا به عنوان یک وسیله تحقیقاتی به کار می‌رود، و به طور گسترده‌ای در تجزیه‌های روزمره مخصوصا در جداسازی‌های جدیدی که هیچ روش کلاسیک برای آنها وجود ندارد، نیز مورد استفاده قرار می گیرد. روش اخیر در مسائل کلینیکی و زیست شیمیایی ، جداسازی اسیدهای آمینه و پپتیدها در بررسی ساختارهای پروتئین کاربد دارد.
آزمایش روزمره ادرار و سایر مایعات بدن برای اسید آمینه و قند ، جداسازی بازهای پورین و نوکلئوتیدها در آزمایش اسیدهای نوکلئیک ، جداسازی استرئیدها ، تجزیه عمومی ، تجزیه بسپارها ، تشخیص و ارزیابی فلزات در خاک ها و نمونه های زمین شناسی ، بررسی ترکیبات فنلی در عصاره های گیاهی ، جداسازی آلکالوئیدها ، جداسازی ترکیبات علامت دار به وسیله رادیو ایزوتوپ‌ها ، کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مواد فرار غیر فعال مانند هیدروکربن‌ها و دیگری جداسازی اسیدهای چرب با فراریت بیشتر مناسب نمی باشد.

کروماتوگرافی تقسیمی
در جداسازی مواد بوسیله کروماتوگرافی تقسیمی در ستون ، شیوه کار بسیار شبیه به شیوه کروماتوگرافی جذب سطحی است. اختلاف اصلی دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است.
اساس کار کروماتوگرافی تقسیمی
سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است. به عبارت دیگر ، جدا شدن اجزا بر اساس تقسیم بین دو مایع است. اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون ، اجسام میان دو فاز تقسیم می‌شوند و جداسازی مواد بر اساس اختلاف میان ضرایب تقسیم آنها انجام می‌شوند.
یک مورد خاص
کروماتوگرافی کاغذی مورد خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی به شمار می‌رود که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند.
خصوصیات
یکی از خصوصیات اساسی کروماتوگرافی این است که مخلوط اجسام ابتدا به صورت یک نوار در ستون که در نتیجه جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن به وجود می‌آید، ظاهر می‌شود. برای جداسازی مواد اجزای باید عمل دیگر روی نوار انجام گیرد. تجزیه به روش‌های گوناگونی انجام می‌گیرد.
مقایسه با کروماتوگرافی جذب سطحی
می‌توان گفت که روش‌های تقسیمی برای جداسازی ترکیبات شیمیایی نزدیک به هم ، مانند اعضای سری‌های ترکیبات مشابه ، مناسب‌تر است. مزیت اصلی روش تقسیمی این است که نوارهای کروماتوگرافی حاصل ، به علت وجود دنباله ، نسبتا باریک و در نتیجه استفاده از ستون‌ها کارآمدتر است. ظرفیت یک ستون تقسیمی ، در واحد حجم ، غالبا کوچک‌تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است.

کروماتوگرافی ژلی
در مطالعات جذب سطحی بر روی سیلیکاژل و کربن فعال ، اثرات الک مولکولی با موادی که جرم مولکولی بالایی دارند، مشاهده شده است. جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام داد. این اساس جداسازی‌هایی را که مبتنی بر اندازه‌های نسبی مولکول‌ها هستند، تشکیل می‌دهند و از اصطلاح صاف کردن بوسیله ژل استفاده می‌شود.
سیر تحولی و رشد
در سال 1954 ، "مولد وسینچ" نشان دادند که جداسازی‌ها مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار از داخل ژل‌ها انجام داد. در سال 1959 "پورات" و "فلودین" ، اصل معینی را ارائه دادند و از اصطلاح ، صاف کردن بوسیله ژل برای شرح روش خودشان در مورد جداسازی مواد مولکول‌هایی با منشاء زیستی در سیستم‌های آبی بوسیله ژل‌های پلی‌ساکارید استفاده کردند.
ولی "دترمان" در سال 1964 پیشنهاد کرد که کروماتوگرافی ژلی ( Gel Cromatography ) ، عمومی‌ترین اسم برای این شیوه است.
نکات قابل توجه این روش
در کروماتوگرافی ژلی ، فاز ساکن از یک قالب بسپار متخلخل تشکیل شده است که منفذهای آن بوسیله حلالی که به عنوان فاز متحرک بکار می‌رود، کاملا پر شده است. اندازه سوراخ بسیار مهم است چون اساس جدایی بر این است که مولکولی‌های بزرگتر از یک اندازه معین اصلا وارد سوراخ‌ها نشوند و تمام یا قسمتی از سوراخ‌ها برای ورود مولکول‌های کوچکتر آماده است. جریان فاز متحرک موجب می‌شود که مولکول‌های بزرگتر بدون برخورد با مانعی ، بدون نفوذ در قالب ژل از ستون عبور کنند، در حالی‌که مولکول‌های کوچک‌تر بر حسب شدت نفوذ آنها در ژل در ستون نگه داشته می‌شوند.
خروج اجزای مخلوط
بدین ترتیب اجزای مخلوط به ترتیب جرم مولکولی نسبی از ستون خارج می‌شوند، ابتدا بزرگترین مولکول خارج می‌شود. ترکیباتی که اصلا وارد ژل نمی‌شوند از یکدیگر جدا نمی‌شوند و همچنین مولکول‌های کوچکی که کاملا در ژل نفوذ می‌کنند، از یکدیگر جدا نمی‌شوند. مولکول‌های کوچکی که کاملا در ژل نفوذ می‌کنند از یکدیگر جدا نمی‌شوند. مولکول‌های با اندازه متوسط بر حسب درجه نفوذ آنها در قالب در ستون نگه داشته می‌شوند. اگر مواد ترکیب شیمیایی مشابه داشته باشند، به ترتیب جرم مولکولی نسبی از ستون شسته می‌شوند.
مقایسه با کروماتوگرافی تقسیمی
از اثرات جذب سطحی بر روی سطح ذرات ژل معمولا می‌توان صرف نظر کرد و در نتیجه کروماتوگرافی ژلی را می‌توان به‌عنوان نوعی کروماتوگرافی تقسیمی در نظر گرفت. مایع موجود در داخل قالب ژل ، فاز ساکن و شوینده سیالی که بقیه ستون را پر می‌کند، فاز متحرک را تشکیل می‌دهند. به‌عبارت دیگر ، یک ستون تقسیمی داریم که در آن دو فاز مایع ، متحرک و ساکن ، ترکیب یکسانی دارند.
ماهیت ژل کروماتوگرافی
ژل باید تا حد ممکن از نظر شیمیایی بی‌اثر و از نظر مکانیکی تا حد امکان پایدار باشد. مواد ژلی بصورت دانه تهیه می‌شوند و لازم است همانند رزین‌های تبادل یونی ، اندازه ذرات نسبتا یکنواخت باشد و تخلخل یکنواختی داشته باشد.
نمونه
گرانروی نمونه مهم است و نباید از دو برابر گرانروی شوینده بیشتر باشد. حجم نمونه نیز مهم است. هر قدر حجم نمونه کمتر باشد، کاهش غلظت هر جزء در محلول خارج شده بیشتر خواهد بود. این اثر رقیق شدن در تصمیم‌گیری در مورد اندازه‌های ستون و نمونه باید مد نظر قرار گیرد.
کاربرد کروماتوگرافی ژلی
با اینکه این روش بیشتر برای جداسازی‌هایی در مقیاس کوچک در کارهای تحقیقاتی و تجزیه‌های روزمره بکار می‌رود، ولی کاربردهایی نیز در مقیاس بالاتر در تولیدات صنعتی دارد. کروماتوگرافی ژلی ابتدا برای جداسازی مواد مولکول‌های بزرگی که منشاء زیستی دارند، مانند پروتئین‌ها ، پلی‌ساکاریدها ، اسیدهای نوکلئیک و آنریم‌ها بکار رفت و هنوز هم بیشترین کاربرد این روش در همین زمینه‌ها است.
اخیرا جداسازی مواد و بررسی بسپارهای مصنوعی ، حدود کاربرد این روش را افزایش داده‌اند و این روش ، قسمت مهمی از تکنولوژی بسپارها شده است. نمک‌زدایی از محلول‌ها برای مثال از پروتئین‌ها، یکی از کاربردها‌ی مهم محیط‌های ژلی است.
  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱٢:٤٦ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱۱
تگ ها :

اثر اسید و باز بر قندها

اثر اسید و باز بر قندها

قندها در مجاورت اسیدها (مثلا اسید کلریدریک 10 تا 20 درصد) آب از دست میدهند. در نتیجۀ این عمل پنتوزها به فورفورال، کتوهگزوزها و آلدوهگزوزها به اسید لوولینیک و هیدروکسی متیل فورفورال تبدیل میشوند. البته آلدوهگزوزها مقدار اندکی هیدروکسی متیل فورفورال تولید مینمایند. بنابراین با این روش میتوان سه نوع مونو ساکارید را از هم تمیز داد. فورفورال و هیدروکسی متیل فورفورال بی رنگ و در آب محلول هستند و در مجاورت فنلها به کمپلکس رنگی تبدیل میشوند.

 

آزمایش سلیوانف برای کتوزها: در این آزمایش کتوهگزوزها در مجاورت اسید کلریدریک آب از دست داده، به هیدروکسی متیل فورفورال تبدیل میشوند. این ترکیبات با رزورسینول ترکیب شده به کمپلکس قرمزرنگی تبدیل میگردند. آلدوزها در شرایط سخت تری با رزورسینول واکنش میدهند.

روش کار: 3 میلی لیتر محلول سلیوانف را در لوله آزمایش ریخته، بدان یک میلی لیتر محلول قند مورد نظر اضافه کنید. لوله آزمایش را در حمام آب جوش قرار دهید. هر پنج دقیقه به لوله آزمایش نگاه کنید و مدت زمان تولید رنگ را یادداشت کنید. این آزمایش را برای گلوکز، فروکتوز و سوکروز انجام دهید.

 

آزمایش بیال برای پنتوزها: پنتوزها در مجاورت اسید کلریدریک غلیظ آب از دست داده، فورفورال تولید میکنند. فورفورال با اورسینول به کمپلکس با رنگ سبز مایل به آبی تبدیل میشود. در این آزمایش در اثر حرارت طولانی و اسید کلریدریک غلیظ، هگزوزها نیز هیدروکسی متیل فورفورال تولید میکنند که با اورسینول میتواند کمپلکس رنگی (زرد مایل به قهوه ای) تولید کند.

روش کار: 2 میلی لیتر محلول بیال را در لوله آزمایش ریخته و یک میلی لیتر محلول آرابینوز یا ریبوز به آن اضافه کنید، لوله را چند دقیقه در حمام آب جوش قرار دهید و مشاهدات خود را یادداشت کنید.

 

آزمایش مور: مولکولهای قند در مجاورت بازهای قوی شکسته شده، به مولکولهایی کوچکتر تبدیل میشود. سپس مولکولهای کوچک حاصل پلیمریزه شده به کارامل تبدیل میشوند که زرد رنگ است. قندهای احیا کننده به این آزمایش جواب مثبت میدهند.

روش کار: در دو لوله آزمایش به ترتیب 2 میلی لیتر نشاسته 5/0 درصد و 2 میلی لیتر گلوکز 2/0 درصد بریزید. سپس به هر لوله 3 میلی لیتر سود 5 نرمال اضافه کنید. آنها را در آب جوش قرار داده چند دقیقه حرارت دهید. تغییر رنگ لوله را یادداشت کنید.

تشخیص پلی ساکاریدها:

آزمایش ید: ید با پلی ساکاریدها ایجاد کمپلکس رنگی میکند. برای ایجاد کمپلکس رنگی وجود حد اقل 8 مولکول گلوکز در یک زنجیر خطی لازم است. رنگ ایجاد شده به طول زنجیره مولکولها بستگی دارد. مثلا آمیلوز، رنگ آبی تیره، آمیلوپکتین، رنگ ارغوانی و گلیکوژن، رنگ قهوه ای مایل به قرمز تولید میکند.

روش کار: 2 میلی لیتر محلول نشاسته در لوله آزمایش ریخته و به آن دو قطره محلول لوگل اضافه کنید. خوب مخلوط کنید و رنگ ظاهر شده را یادداشت کنید. لوله آزمایش را حرارت دهید و تغییر رنگ را یادداشت کنید.

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱٢:٤۱ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱۱
تگ ها :

تشخیص و شناسایی قندها و نشاسته

تشخیص و شناسایی قندها و نشاسته

 

کربوهیدرات به پلی هیدروکسی آلدئید یا پلی هیدروکسی کتون و یا ترکیباتی که به این دو گروه هیدرولیز میشوند اطلاق میگردد

دسته ای از کربوهیدراتها را که نمیتوانند به ترکیب ساده تری شکسته شوند. مونوساکارید میگویند. گروهی را که در اثر هیدرولیز به دو مولکول مونوساکارید تجزیه شوند دی ساکارید و بالاخره کربوهیدراتهایی که به چندین واحد مونو ساکارید تجزیه میشوند را اولیگوساکارید گویند و چنانچه تعداد واحدهای تشکیل دهندة آن بیش از شش عدد باشد پلی ساکارید نامیده میشود.

مونوساکاریدها را میتوان به دو گروه عمده تقسیم کرد: اگر مونوساکاریدها دارای عامل آلدئیدی باشند آنها را آلدوز و چنانچه عامل کتونی داشته باشند آنها را کتوز مینامند.

از لحاظ احیا کنندگی نیز قندها را به دو دسته احیا کننده و غیر احیا کننده تقسیم میکنند. قندهای احیا کننده به علت داشتن گروههای احیا کننده آلدئیدی یا کتونی دارای خاصیت فوق هستند. قندهای احیا کننده میتوانند یونهای فلزاتی مثل مس دو ظرفیتی (Cu2+) و یون نقره را  در محیط قلیایی احیا کنند. مس دو ظرفیتی پس از احیا به صورت مس یک ظرفیتی (Cu+) در می آید. این یون کمتر از مس دو ظرفیتی در آب محلول است و در نتیجه به صورت رسوب سبز رنگ CuOH یا رسوب قرمز رنگ Cu2O و یا مخلوط زرد رنگی از این دو ترکیب در می آید. اگر PH محیط اسیدی شود (مانند آزمایش بارفورد) و همچنین زمان حرارت دادن کنترل شود، فقط مونو ساکاریدها به این آزمایش جواب مثبت میدهند.

بخش عملی

 

الف) آزمایش مولیش: اسید سولفوریک غلیظ باعث هیدرولیز اتصالات گلیکوزیدی شده، ایجاد مونوساکارید میکند. مونوساکارید تولید شده آب خود را از دست میدهد و به فورفورال و مشتقات آن تبدیل میشود. سپس این ترکیب با آلفا نفتل کمپلکس بنفش رنگی ایجاد میکند.

روش کار: 5 میلی لیتر محلول قند را در یک لوله آزمایش ریخته، به آن دو قطره محلول آلفا نفتل اضافه کنید و خوب بهم بزنید. به دقت 3 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ از دیواره لوله اضافه کنید. اسید را به آرامی اضافه کنید تا محلول درون لوله به هم نخورد و در زیر، یک فاز (بخش) تشکیل شود. مشاهدات خود را یادداشت کنید.

 

آزمایش آنترون: یکی دیگر از آزمایشهای عمومی برای کربوهیدراتها، آزمایش آنترون است. اساس آزمایش مطابق آزمایش مولیش میباشد. در این آزمایش، فورفورال تولید شده با آنترون واکنش کرده، کمپلکس آبی مایل به سبز تولید میکند.

آنترون

روش کار: 2 میلی لیتر محلول آنترون را در لوله آزمایش ریخته و 2/0 میلی لیتر محلول کربوهیدرات به آن اضافه کنید. مشاهدات خود را یادداشت کنید.

 

آزمایشهای بندیکت و فهلینگ: تمام قندهای احیا کننده اعم از مونوساکاریدها و دی ساکاریدها به این دو آزمایش جواب میدهند. اساس دو آزمایش یکی است و فقط در غلظت قلیائی به کار رفته و نیز ترکیبی که با یون مس کمپلکس ایجاد میکند دارد، اختلاف دارند. محلول فهلینگ کمپلکس تارتارات مس دو ظرفیتی است در صورتی که محلول بندیکت یون مس دو ظرفیتی به صورت کمپلکس سیترات میباشد. در این محلول قلیائی Cu2+ در محیط باقی میماند و بصورت Cu(OH)2 رسوب نمیکند. معمولا آزمایش بندیکت بر فهلینگ ترجیح داده میشود، زیرا محلول فهلینگ ناپایدار است. این نوع واکنشها، واکنشهای اختصاصی قندها نیست، بلکه به ترکیباتی که دارای گروههای فعال آلدئیدی هستند نیز پاسخ میدهد.

روش کار: چند لوله آزمایش برداشته و در هر کدام 5 میلی لیتر محلول بندیکت بریزید. سپس به هر لوله یک میلی لیتر محلول قند 2% مورد آزمایش اضافه کنید. لوله ها را به مدت 5 دقیقه در حمام آب جوش قرار دهید. این آزمایش را برای گلوکز، مالتوز، سوکروز و نشاسته انجام دهید. و مشاهدات خود را یادداشت کنید.

در این آزمایش رنگ رسوب تولید شده به سرعت واکنش بستگی دارد. اگر عمل احیا به کندی صورت گیرد، اندازه ذرات رسوب حاصل بزرگ بوده، رنگ آن قرمز آجری است و در غیر این صورت اندازه ذرات رسوب کوچک و رنگ آن زرد یا سبز میباشد.

 

آزمایش تالن یا نیترات نقره آمونیاکی: محلول تالن یک کمپلکس نقره و آمونیاک است که از واکنش یون نقره و محلول آمونیاک (هیدروکسید آمونیم) در مجاورت هیدروکسید سدیم به دست می آید.

در این آزمایش یون نقره در مجاورت قند احیا کننده احیا میگردد و به صورت فلز نقره رسوب میکند. رسوب حاصله به جدار لوله چسبیده، به صورت آئینه در می آید. به همین سبب به آن آزمایش آئینه نقره نیز میگویند.

                                          آئینه نقره                                                    محلول بیرنگ

روش کار: در یک لوله آزمایش تمیز، 2 میلی لیتر نیترات نقره 5% ریخته و به آن یک قطره سود 10% اضافه کنید. سپس به اندازه کافی هیدروکسید آمونیم 2% اضافه کنید تا رسوب حل شود. سپس به محلول حاصل چند قطره از محلول قند مورد نظر اضافه کرده خوب به هم بزنید. مشاهدات خود را یادداشت کنید.

 

آزمایش بارفود: این آزمایش برای تشخیص مونو ساکاریدها از دی ساکاریدهای احیا کننده است. چنانچه آزمایش احیا قندها در محیط اسید ضعیف صورت گیرد و مدت زمان حرارت دادن کنترل شود، فقط مونو ساکاریدها به علت قدرت احیا کنندگی قوی به این آزمایش جواب مثبت میدهند.

روش کار: یک میلی لیتر از محلول بارفود را در لوله آزمایش ریخته و به آن 2 میلی لیتر محلول قندی 2% اضافه کنید. لوله آزمایش را در حمام آب جوش قرار دهید. اگر رسوب قرمز در فاصله دو دقیقه تشکیل گردید، قند مورد آزمایش مونو ساکارید است. دی ساکاریدها را باید مدت بیشتری (مثلا 10 دقیقه) جوشانید تا رسوب قرمز رنگ ایجاد شود.

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱٢:۳٤ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱۱
تگ ها :

Column Chromatography

 

In column chromatography, the stationary phase, a solid adsorbent, is placed in a vertical glass (usually) column and the mobile phase, a liquid, is added to the top and flows down through the column (by either gravity or external pressure). Column chromatography is generally used as a purification technique: it isolates desired compounds from a mixture.

The mixture to be analyzed by column chromatrography is applied to the top of the column. The liquid solvent (the eluent) is passed through the column by gravity or by the application of air pressure. An equilibrium is established between the solute adsorbed on the adsorbent and the eluting solvent flowing down through the column. Because the different components in the mixture have different interactions with the stationary and mobile phases, they will be carried along with the mobile phase to varying degrees and a separation will be achieved. The individual components, or elutants, are collected as the solvent drips from the bottom of the column.

Column chromatography is separated into two categories, depending on how the solvent flows down the column. If the solvent is allowed to flow down the column by gravity, or percolation, it is called gravity column chromatography. If the solvent is forced down the column by positive air pressure, it is called flash chromatography, a "state of the art" method currently used in organic chemistry research laboratories The term "flash chromatography" was coined by Professor W. Clark Still because it can be done in a “flash."

The Adsorbent

Silica gel (SiO2) and alumina (Al2O3) are two adsorbents commonly used by the organic chemist for column chromatography. These adsorbents are sold in different mesh sizes, as indicated by a number on the bottle label: "silica gel 60" or "silica gel 230-400" are a couple examples. This number refers to the mesh of the sieve used to size the silica, specifically, the number of holes in the mesh or sieve through which the crude silica particle mixture is passed in the manufacturing process. If there are more holes per unit area, those holes are smaller, thus allowing only smaller silica particles go through the sieve. The relationship is: the larger the mesh size, the smaller the adsorbent particles.

Adsorbent particle size affects how the solvent flows through the column. Smaller particles (higher mesh values) are used for flash chromatography, larger particles (lower mesh values) are used for gravity chromatography. For example, 70–230 silica gel is used for gravity columns and 230–400 mesh for flash columns.

Alumina is used more frequently in column chromatography than it is in TLC. Alumina is quite sensitive to the amount of water which is bound to it: the higher its water content, the less polar sites it has to bind organic compounds, and thus the less “sticky” it is. This stickiness or activity is designated as I, II, or III, with I being the most active. Alumina is usually purchased as activity I and deactivated with water before use according to specific procedures. Alumina comes in three forms: acidic, neutral, and basic. The neutral form of activity II or III, 150 mesh, is most commonly employed.

Silica gel and alumina are the only column chromatography adsorbents used in the CU organic chemistry teaching labs; please refer to the references for information on other column chromatography adsorbents.

The Solvent

The polarity of the solvent which is passed through the column affects the relative rates at which compounds move through the column. Polar solvents can more effectively compete with the polar molecules of a mixture for the polar sites on the adsorbent surface and will also better solvate the polar constituents. Consequently, a highly polar solvent will move even highly polar molecules rapidly through the column. If a solvent is too polar, movement becomes too rapid, and little or no separation of the components of a mixture will result. If a solvent is not polar enough, no compounds will elute from the column. Proper choice of an eluting solvent is thus crucial to the successful application of column chromatography as a separation technique. TLC is generally used to determine the system for a column chromatography separation. The choice of a solvent for the elution of compounds by column chromatography is covered in the Chromatography Overview section.

Often a series of increasingly polar solvent systems are used to elute a column. A non-polar solvent is first used to elute a less-polar compound. Once the less-polar compound is off the column, a more-polar solvent is added to the column to elute the more-polar compound.

Interactions of the Compound and the Adsorbent

Compounds interact with the silica or alumina largely due to polar interactions. These interactions are discussed in the section on TLC.

Analysis of Column Eluants

If the compounds separated in a column chromatography procedure are colored, the progress of the separation can simply be monitored visually. More commonly, the compounds to be isolated from column chromatography are colorless. In this case, small fractions of the eluent are collected sequentially in labeled tubes and the composition of each fractions is analyzed by thin layer chromatography. (Other methods of analysis are available; this is the most common method and the one used in the organic chemistry teaching labs.)

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ٦:۱٠ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱٠
تگ ها :

Thin Layer Chromatography

Introduction

Thin-layer chromatography (TLC) is a very commonly used technique in synthetic chemistry for identifying compounds, determining their purity and following the progress of a reaction. It also permits the optimization of the solvent system for a given separation problem. In comparison with column chromatography, it only requires small quantities of the compound (~ng) and is much faster as well.

Stationary Phase

As stationary phase, a special finely ground matrix (silica gel, alumina, or similar material) is coated on a glass plate, a metal or a plastic film as a thin layer (~0.25 mm). In addition a binder like gypsum is mixed into the stationary phase to make it stick better to the slide. In many cases, a fluorescent powder is mixed into the stationary phase to simplify the visualization later on (e.g. bright green when you expose it to 254 nm UV light).


Preparing the Plate

Do not touch the TLC plate on the side with the white surface. In order to obtain an imaginary start line, make two notches on each side of the TLC plate. You can also draw a thin line with pencil. Do not use pen.  The start line should be 0.5-1 cm from the bottom of the plate.

 


Capillary spotters

Place a melting point capillary and in the dark blue part of the Bunsen burner flame. Hold it there until it softens and starts to sag. Quickly remove the capillary from the flame and pull on both ends to about 2-3 times its original length. If you pull the capillary inside the flame, you will have a "piece of art", but not a good spotter. Allow the capillary to cool down, and then break it in the middle. Make sure that you break off the closed end on one of them. Do not use gloves when you pull capillaries. You will have much better control without them!

 

 
Spotting the plate

The thin end of the spotter is placed in the dilute solution; the solution will rise up in the capillary (capillary forces). Touch the plate briefly at the start line. Allow the solvent to evaporate and spot at the same place again. This way you will get a concentrated and small spot. Try to avoid spotting too much material, because this will deteriorate the quality of the separation considerably (‘tailing’). The spots should be far enough away from the edges and from each other as well. If possible, you should spot the compound or mixture together with the starting materials and possible intermediates on the plate. They will serve as internal reference since every TLC plate is slightly different.

 


Developing a Plate

A TLC plate can be developed in a beaker or closed jar .Place a small amount of solvent (= mobile phase) in the container. The solvent level has to be below the starting line of the TLC, otherwise the spots will dissolve away. The lower edge of the plate is then dipped in a solvent. The solvent (eluent) travels up the matrix by capillarity, moving the components of the samples at various rates because of their different degrees of interaction with the matrix (=stationary phase) and solubility in the developing solvent. Non-polar solvents will force non-polar compounds to the top of the plate, because the compounds dissolve well and do not interact with the polar stationary phase. Allow the solvent to travel up the plate until ~1 cm from the top. Take the plate out and mark the solvent front immediately. Do not allow the solvent to run over the edge of the plate. Next, let the solvent evaporate completely.


 


Visualization

There are various techniques to visualize the compounds.

1. Sulfuric acid/heat: destructive, leaves charred blots behind

2. Ceric stain: destructive, leaves a dark blue blot behind for polar compounds

3. Iodine: semi-destructive, iodine absorbs onto the spots, not permanent

4. UV light: non-destructive, long wavelength (background green, spots dark), short wavelength (plate dark, compounds glow), Do not look into the UV lamp!!!

Circle the spots on the TLC plate to have a permanent record how far the compound traveled on the plate. Also draw a sketch of the developed plate in your lab notebook.

Analysis

The components, visible as separated spots, are identified by comparing the distances they have traveled with those of the known reference materials. Measure the distance of the start line to the solvent front (=d). Then measure the distance of center of the spot to the start line (=a). Divide the distance the solvent moved by the distance the individual spot moved. The resulting ratio is called Rf-value. The value should be between 0.0 (spot did not moved from starting line) and 1.0 (spot moved with solvent front) and is unitless.

 

 

The Rf (=retardation factor) depends on the following parameters:

  • solvent system
  • absorbent (grain size, water content, thickness)
  • amount of material spotted
  • temperature

Due to the fact that all those variables are difficult to keep constant, a reference compound is usually applied to the plate as well

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱:۱۸ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱٠
تگ ها :

chromatography

Chromatography is a word used to encompass a range of techniques in which mixtures of pure substances are separated into the individual substances by using a mobile phase (usually a liquid or gas) to push the mixture along a stationary phase (usually a solid or liquid coated on a solid). Because the individual substances have different molecular structures, they interact differently with both the stationary and mobile phases, and consequently are "pushed" at different rates by the mobile phase.

Type

Stationary phase

Mobile phase

Gas chromatography (GC)

Polar or non-polar liquid

Helium gas

High Performance liquid Chromatography (HPLC)

Solid

Liquid

Gel Permeation Chromatography (GPC)

 

 

Thin Layer Chromatography (TLC)

Solid on glass or plastic plate

Liquid

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱۱:٠٩ ‎ق.ظ روز ۱۳۸٩/۱٠/۱٠
تگ ها :

شناسایی کربوکسیلیک اسیدها

 شناسایی کربوکسیلیک اسید

 



 12

 

 

 نقره نیترات اتانولی
یک قطره از مجهول یا چنانچه جامد است 5 قطره از محلول اتانولی غلیظ آن را به 2 میلی لیتر از محلول نقره نیترات اتانولی 2 % اضافه کنید. اگر تا 5 دقیقه واکنشی انجام نشد. محلول را بوسیله حمام بخار حرارت دهید چنانچه رسوبی تشکیل شود، در اثر افزایش 2 قطره نیتریک اسید 5 %، رسوب کربوکسیلات نقره حل می شود.

 

 

 

 

 

12

 

12

 

12

 

 ?- معادل خنثی شدن N.E
کربوکسیلیک اسیدها را به دلیل خاصیت اسیدی می توان با یک قلیای استاندارد مورد سنجش قرار داد و معادل خنثی شدن آنرا محاسبه کرد. معادل خنثی شدن یا وزن معادل اسید در واقع وزن ملکولی اسید تقسیم بر تعداد عوامل اسید موجود در ملکول ،  n، است و به عبارت دیگر چنانچه معادل خنثی شدن را در تعداد گروههای کربوکسیلیک اسید ضرب کنید وزن ملکولی اسید بدست می آید.

ممکن است برای حل کامل اسید لازم باشد مخلوط را گرم کرد. اسید را با استفاده از شناساگر فنول فتالئین بوسیله محلول سدیم هیدروکسید با نرمالیته معلوم (N 1/0) تیتر نمایید. معادل خنثی شدن از معادله زیر بدست می آید.



اگر اسید فقط یک گروه کربوکسیلی داشته باشد در اینصورت معادل خنثی شدن با وزن ملکولی اسید برابر است.
چنانچه از اتانول 95% به عنوان حلال استفاده شود، شناساگر فنول فتالئین نقطه پایان را دقیقا نشان نمی دهد و باید از شناساگر برموتیمول آبی استفاده شود. هم چنین بعضی اسیدها را می توان در مخلوطی از دو حلال نظیر اتانول و بنزن یا اتانول و تولوئن مورد سنجش حجمی قرار داد.
معادل خنثی شدن برای کارهای معمولی با تقریب 1±% محاسبه می شود. اما چنانچه نمونه به دقت تخلیص و خشک شده باشد با استفاده از یک روش خوب خطا را می توان به 3/0±% کاهش داد. اگر مقدار معادل خنثی شدن بدست آمده با مقادیر تئوری مطابقت نداشته باشد، پس از خشک کردن کامل دوباره مورد سنجش حجمی قرار داد.
برای اسیدهای فرار آلیفاتیک استخلاف نشده سبک ملکول یک تا شش کربنه از آزمایش تعیین ثابت دوکلاکس استفاده می شود. هم چنین برای تعیین خصوصیات استرهایی که از چنین اسیدهایی مشتق شده اند ارزشمند است، می توان این اسیدها را از هیدرولیز چنین استرهایی نیز بدست آورد.

 1- pH
شناسایی این ترکیبات عمدتاً از طریق خصوصیات انحلال پذیری آنها صورت می پذیرد. ویژگی هایی که در شناسایی کربوکسیلیک اسیدها مورد استفاده قرار می گیرد.  چنانچه ترکیب در آب انحلال پذیر باشد، به آسانی می توان pH محلول آبی آنرا بوسیله کاغذ pH بررسی کرد. اگر ترکیب اسید باشد، pH محلول پائین است.
ترکیباتی که در آب نامحلول هستند باید در محلول اتانول و اب و یا متانول و آب حل شوند. ابتدا ترکیب را در الکل حل کنید و سپس به آن کم کم آب اضافه کنید تا کدر شود. با افزودن چند قطره الکل محلول زلال می شود و سپس pH آنرا امتحان کنید.

 

 2- سدیم بی کربنات
مقدار کمی از ترکیب را در محلول آبی سدیم بی کربنات 10 % حل کنید. محلول را به دقت بررسی کنید. اگر ترکیب اسید باشد، تشکیل حبابهای کربن دی اکسید مشاهده می شود.
2/0 گرم اسید را به دقت وزن نموده در یک ارلن مایر 125 میلی لیتر در 50 میلی لیتر آب یا محلول اتانول حل نمایید .

Carboxylic Acid

 

  
نویسنده : مریم احمدی - نسیم علی دوست ; ساعت ۱٢:٤۸ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٩/٩/٢٦
تگ ها :

← صفحه بعد